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崖柏精油的急性经口毒性、皮肤刺激性和致敏性实验



全 文 :基金项目:国家自然科学基金项目(编号:81300231) ;湖南省教育厅优秀青年基金项目(编号:5B031) ;湖南省大学生研究性学习和创新性实验
计划项目湘教通(编号:[2015]269 号;长医教[2015]15 号)
通讯作者:鲍美华 Tel:(0731)88484488 E-mail:mhbao78@ 163. com
崖柏精油的急性经口毒性、皮肤刺激性和致敏性实验
彭锦1 唐璐1 肖艳2 陈洋1 鲍美华1 (1. 长沙医学院 长沙 410219;2. 青岛科标化工分析检测有限公司)
摘 要 目的:评价崖柏精油的急性经口毒性、皮肤刺激性和致敏性,为其临床安全用药提供依据。方法:急性经口毒性采用霍
恩(Horn’s)法测定。选用昆明种小鼠 40只随机分为 4 组,给予不同剂量崖柏精油(21. 50,10. 00,4. 64,2. 15 g· kg -1),观察 14
d。记录死亡数,查表求得 LD50,并记录死亡时间及中毒表现等。皮肤刺激性采用健康成年的白色家兔 9 只随机分为 3 组,分别
给予崖柏精油 100%浓度、50%浓度、25%浓度。采用食用植物油作为阴性对照。观察药物贴敷后 1,24,48,72 h受试部位皮肤红
斑、水肿的反应并评分。采用迟发型致敏反应最大剂量法进行崖柏精油致敏性测定。取健康白色豚鼠 30 只,随机平均分为 3
组:给药组,空白对照组(给予植物油基质)、阳性对照组(1 %的 2,4-二硝基氯苯)。经皮内诱导、局部诱导阶段后,观察崖柏精油
激发 24 h及 48 h 的皮肤变态反应情况并进行评分。结果:崖柏精油21. 50 g· kg -1可使小鼠全部死亡,10. 00,4. 64 g· kg -1组
可使动物部分死亡,2. 15 g· kg -1组动物无死亡,查表求得崖柏精油对雌雄性小鼠的 LD50分别为7. 94,9. 26 g· kg
-1。皮肤刺激
性结果显示,崖柏精油(100%浓度)贴敷后 1 h有强刺激性,而稀释后的药物刺激性逐渐减弱,25%浓度崖柏精油无明显刺激性。
致敏性结果显示,阳性对照组可使豚鼠皮肤出现中度或重度融合性红斑及水肿,具有明显致敏性。而崖柏精油组未见明显红斑
和水肿,显示无致敏性。结论:崖柏精油具有明显皮肤刺激性,急性经口毒性属实际无毒,未见致敏性。
关键词 崖柏精油;急性经口毒性;皮肤刺激性;致敏性;半数致死量
中图分类号:R965. 3 文献标识码:A 文章编号:1008-049X(2016)07-1420-03
Experimental Studies on Acute Oral Toxicity,Skin Irritation and Skin Allergy of Thuja Essential Oil
Peng Jin1,Tang Lu1,Xiao Yan2,Chen Yang1,Bao Meihua1(1. Changsha Medical University,Changsha 410219,China;2. Qingdao
S&S Chemicals Analyzing and Testing Co. Ltd.)
ABSTRACT Objective:To evaluate the acute oral toxicity,skin irritation and skin allergy of Thuja essential oil (TEO) ,and pro-
vide experimental basis for the clinical use of TEO. Methods:The acute oral toxicity was measured by Horn’s assay. Totally 40 KM
mice were divided into four groups and intragastrically administered with TEO at different dose of 21. 50,10. 00,4. 64 and 2. 15 g ·
kg -1 . After the 14-day observation,the death number and toxic manifestations were recorded and observed,and LD50 was calculated
by checking the Horn's form of LD50 . The skin irritation test was performed on healthy adult white rabbits. Totally 9 rabbits were divid-
ed into 3 groups randomly,and TEO at the concentration of 100%,50% and 25% was painted on the skin of the rabbits. Edible vege-
table oil was used as the negative control. The erythema and edema of the treated skin were evaluated and scored. Delayed skin hyper-
sensitivity reaction was used to investigate the allergy of TEO. Totally 30 white guinea pigs were randomly divided into 3 groups:TEO
group,the negative control (edible vegetable oil)and the positive group (1% 2,4-dinitrochlorobenzene). After the intracutaneous in-
duction stage and local induction stage,TEO was used to activate the hypersensitive reaction. The skin response was observed and
scored after the 24-hour and 48-hour activation. Results:The mice in 21. 50 g · kg -1 TEO treatment group were all dead,while only
a part of the mice in 10. 00 and 4. 64 g · kg -1 TEO treatment groups were dead,and no mice died in 2. 15 g · kg -1 TEO treatment
group. According to the Horn's form of LD50,LD50 of TEO was 9. 26 g · kg
-1 for male mice and 7. 94 g · kg -1 for female mice. The
results of skin irritation test indicated the strong irritation effects of TEO. However,the irritation of TEO was reduced after the dilution,
and 25% TEO showed no irritation to the skin of rabbits. The results of delayed skin hypersensitivity reaction showed obvious erythema
and edema induced by 2,4-dinitrochlorobenzene,while no obvious erythema and edema were found in TEO treated guinea pigs,indi-
cating non-allergic effect of TEO. Conclusion:TEO has strong skin irritation in rabbits,while no obvious oral toxicity in mice and skin
allergy in guinea pigs.
KEY WORDS Thuja essential oil;Oral toxicity;Skin stimulation;Hypersensitivity;LD50
崖柏(Thuja Sutchuenensis)为柏科崖柏属常绿乔木,是一
类起源于恐龙时代的“活化石”。崖柏精油为崖柏根、茎、叶
中提取的萜类化合物,含有罗汉柏烯、柏木烯、蒎烯等萜类化
合物[1]。研究发现,崖柏精油具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤、降
血压、驱虫、抗炎、利尿、祛痰、健身强体的功效[2 ~ 4],常用于
治疗皮肤病、美容护肤、安神助眠等。然而对于崖柏精油的
安全性评价目前鲜见报道。本研究主要对崖柏精油的急性
经口毒性、皮肤刺激性和致敏性进行评价,为其临床安全用
0241
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药提供依据。
1 材料与方法
1. 1 动物
昆明小鼠,SPF级,体质量 18 ~ 23 g;健康家兔,体质量
2. 0 ~ 2. 5 kg;健康豚鼠,体质量 300 ~ 500 g;均雌雄各半。长
沙天 勤 生 物 技 术 有 限 公 司 提 供,动 物 合 格 证 号:
43006700006174。实验前动物在实验环境中适应 3 d。
1. 2 试药
崖柏 精 油 (青 岛 科 标 检 测 中 心 提 供,批 号:
SCT20140922001,含罗汉柏烯14. 78%、α-柏木烯 1 1. 50%、
Β-柏木烯4. 07%、α-长叶蒎烯5. 82%、花侧柏烯7. 72%、反
式-橙花叔醇0. 39%、柏木脑14. 17%、红没药醇0. 91%) ;2,4-
二硝基氯苯对照品[上海哈灵生物科技有限公司,批号:LG-
BW(E)081051,含量:95%];弗氏佐剂(SIGMA 公司,批号:
SLBK173V)。
1. 3 急性经口毒性实验
根据国家标准 GBT 15193. 3-2003,采用霍恩(Horn's)法
对崖柏精油的 LD50进行测定。选用昆明种小鼠 40 只,随机
分为 4 组,每组 10 只,雌雄各半。称取崖柏精油46. 40,
21. 50,10. 00,4. 64 g分别加食用植物油至 20 ml,充分混匀,
即配制成21. 50,10. 00,4. 64,2. 15 g· kg -1的受试物备用。
实验前实验动物禁食(16 h 左右) ,不限制饮水。对各组动
物用经口灌胃法染毒,灌胃容量为 20 ml· kg -1体重,灌胃 1
次,染毒后继续禁食 3 ~ 4 h。给予受试物后观察 14 d。记
录死亡数,查霍恩法 LD50值计算表求得 LD50,并记录死亡时
间及中毒表现等。
1. 4 皮肤刺激性实验
健康成年白色家兔 9 只,随机分为 3 组(崖柏精油
100%浓度、50%浓度、25%浓度) ,每组 3 只。采用同体左右
侧自身对比,食用植物油作为溶剂对照。实验前 24 h,紧贴
皮肤细心剪去实验动物背部脊柱两侧的被毛,注意不损伤皮
肤,去毛范围每块约 3 cm × 3 cm、选择健康无损的皮区进行
实验。取受试物仔细缓慢地涂布于2. 5 cm × 2. 5 cm大小的
皮肤上。涂毕用四层纱布敷在其上,用无刺激性胶布和绷带
固定,贴敷 4 h后除去受试物,其后在 1,24,48,72 h 分别观
察受试部位皮肤红斑、水肿的反应并按国家标准 GBT21604
(见表 1、表 2)进行评分和分级[5]。
表 1 皮肤刺激反应评分
皮肤反应 评分
红斑与焦痂形成
无红斑 0
很轻微的红斑(勉强可见) 1
红斑清晰可见易于确定 2
中度至重度红斑 3
严重红斑(紫红色)到焦痂形成 4
水肿形成
无水肿 0
很轻微的水肿(勉强可见) 1
轻度水肿(皮肤隆起轮廓清楚) 2
中度水肿(皮肤隆起约 1mm) 3
严重水肿(隆起超过 1 mm,范围超出染毒区) 4
表 2 皮肤刺激强度分级
皮肤刺激强度 最高总分均值
无刺激性 0 ~ < 0. 5
轻刺激性 0. 5 ~ < 2. 0
中等刺激性 2. 0 ~ < 6. 0
强刺激性 6. 0 ~ < 8. 0
1. 5 致敏性实验
采用迟发型致敏反应最大剂量法,取健康白色豚鼠 30
只,雌雄各半,于给药前 24 h 将背部两侧对称去毛 3 cm × 3
cm。随机平均分为 3 组:给药组,空白对照组(给予植物油
基质)、阳性对照组(1%2,4-二硝基氯苯)。皮内诱导:在
每只动物的去毛肩胛骨内侧部位,左右成对注射以下 A、B、
C三组溶液各0. 1 ml。A 组:弗氏佐剂:溶剂(1 ∶ 1)溶液;B
组:50 %崖柏精油溶液;C组:50 %崖柏精油溶液:A溶液(1
∶ 1)。局部诱导:皮内诱导 7 天后,取含 50%崖柏精油溶液
的敷贴片(8 cm2)局部贴敷于每只动物的肩胛骨内侧部位,
覆盖诱导注射点。封闭式包扎固定贴敷片,并于 48 h 后去
除包扎带和贴敷片。激发:局部诱导后 14 天,将 25%的崖柏
精油溶液局部贴敷于每只动物的上腹部,封闭包扎 24 h 后
去除贴敷片。立刻观察,并于 24 h、48 h 再次观察皮肤变态
反应情况。阳性对照组(0. 1%2,4-二硝基氯苯)与空白对照
组用同法激发接触并观察。根据国家标准 GBT16886. 10-
2005 中的 Magnusson和 Kligman分级标准进行等级评定(见
表 3) ,实验组等级等于或大于 1,或者超过溶剂对照组中最
严重的反应,则认为致敏。
表 3 Magnusson和 Kligman分级
敷贴实验反应 等级
无明显改变 0
散发型或斑点状红斑 1
中度融合性红斑 2
重度红斑和水肿 3
1. 6 统计分析
数据以 珋x ± s 表示,采用 SPSS 17. 0统计软件,组间比较
采用 t检验,以 P < 0. 05为差异有统计学意义。
2 结果
2. 1 急性经口毒性实验
结果如表 4 所示,以21. 50 g· kg -1给药后,雌雄小鼠均
死亡。以10. 00,4. 64 g· kg -1灌胃后部分动物死亡。根据
《霍恩法 LD50值计算用表》,本供试品的对雄性小鼠的 LD50
为9. 26 g· kg -1,可信限为5. 70 ~ 15. 00 g· kg -1;对雌性小
表 4 崖柏精油急性经口毒性实验结果(珋x ± s,n =5)
组别
(g· kg -1)性别
动物数
(只)
给药前体
质量(g)
给药后 14 天
体质量(g)
死亡数
(只)
2. 15 雌 5 18. 9 ± 1. 3 24. 5 ± 0. 8 0
雄 5 21. 2 ± 1. 3 29. 2 ± 1. 5 0
4. 64 雌 5 21. 6 ± 0. 9 22. 2 ± 0. 3 2
雄 5 20. 3 ± 1. 7 23. 0 ± 1. 7 1
10. 00 雌 5 21. 5 ± 1. 9 21. 9 ± 2. 0 2
雄 5 19. 85 ± 0. 6 22. 7 ± 1. 7 2
21. 50 雌 5 19. 6 ± 0. 6 N. D 5
雄 5 19. 2 ± 0. 5 N. D 5
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中国药师 2016 年第 19 卷第 7 期 China Pharmacist 2016,Vol. 19 No. 07
鼠的7. 94 g· kg -1,可信限为4. 67 ~ 13. 50 g· kg -1。均大
于5. 00 g· kg -1,按急性毒性分级标准,属于实际无毒级别。
染毒后,各组小鼠均出现活动减少。严重者出现呼吸困难、
精神萎靡、俯卧、拱背不食等症状,1 h ~ 3 d 内先后死亡,轻
者出现反应迟钝、精神不振、食欲减弱等症状,3 ~ 4 d后恢复
正常。死亡小鼠解剖发现胃和肠胀气,其他脏器无肉眼可见
病变。
2. 2 皮肤刺激性实验
从表 5 可以看出,受试动物的给药区皮肤随着精油浓度
的增大刺激性也明显增强。100%浓度精油贴敷后 1h,受试
动物皮肤已经出现严重红斑并伴有水肿出现,并出现焦痂,
根据表 2 皮肤刺激强度分级标准,属于强刺激性。50%浓度
动物在贴敷后 1h出现清晰红斑及明显水肿,属中度刺激性。
24 h后,红斑及水肿情况情况明显改善,属轻度刺激性。
25%浓度无明显刺激性。整个实验过程中动物无死亡,活动
与饮食正常,皮毛有光泽,生长良好。
表 5 崖柏精油皮肤刺激性实验评分结果(珋x ± s,n =5)
组别
得分
1 h 24 h 48 h 72 h
溶剂对照 0 0 0 0
100%浓度 6. 7 ± 0. 6 5. 7 ± 0. 6 5. 7 ± 0. 6 5. 7 ± 0. 6
50%浓度 3. 3 ± 0. 6 0. 6 ± 0. 6 0 0
25%浓度 0. 3 ± 0. 6 0 0 0
2. 3 致敏性
根据致敏反应的 Magnusson 和 Kligman 分级标准,空白
组和给药组均未出现红斑或者水肿等变态反应,等级 < 1,无
致敏性。阳性对照组激发后皮肤出现中度或重度融合性红
斑及水肿。24 h、48 h仍有红斑,但未出水肿,各组致敏率和
致敏反应等级见表 6。3 组豚鼠均未出现严重的全身变态反
应。
表 6 崖柏精油皮肤致敏性实验结果(珋x ± s,n =10)
组别
0 h 24 h 48 h
致敏
等级
致敏率
(%)
致敏
等级
致敏率
(%)
致敏
等级
致敏率
(%)
溶剂对照组 0 0 0 0 0 0
崖柏精油组 0 0 0 0 0 0
阳性对照组 2. 4 100. 0 2. 0 100. 0 1. 5 100. 0
3 讨论
本研究结果表明,崖柏精油对雌雄小鼠的 LD50均大于 5
g·kg -1,为实际无毒级别。对皮肤具有明显刺激性。迟发
型超敏反应最大剂量实验表明,崖柏精油无致敏性。
崖柏精油目前主要应用于美容护肤、皮肤真菌感染,同
时利用其挥发性,用于安神助眠,以及作为熏香使用。因此
必须对其皮肤刺激性、致敏性以及全身毒性进行系统科学评
价。
急性毒性实验是药物安全性评价的第一步,LD50是检测
药物急性毒性的经典指标。本实验选取昆明种小鼠进行崖
柏精油灌胃染毒,得到本品的 LD50 > 5 g· kg
-1,根据
GBT15193. 3-2003 中分级标准,属于实际无毒级别,表明该
药相对安全。本实验发现,崖柏精油染毒后 1 h 内,小鼠均
出现活动减少或精神萎靡等症状,提示本药可能存在中枢神
经系统毒性。而国外有报道表明,崖柏精油可能具有致癫痫
和惊厥的作用[6]。因此,在使用本药时需要注意其中枢毒
性。
皮肤刺激性实验中,崖柏精油 100%浓度时,受试动物
涂抹区出现明显红斑和水肿,甚至出现焦痂症状。当本品稀
释 4 倍后(25%浓度) ,其皮肤刺激性明显减轻,只在 1 h内,
部分动物出现勉强可见的红斑。由于本品常用于美容护肤,
在使用时需要注意稀释后使用。
迟发型致敏反应最大剂量法是目前常用的评价药物致
敏性的方法。结果发现,2,4-二硝基氯苯出现明显的过敏反
应,其等级均大于 1,具有致敏性。而崖柏精油组和溶剂对
照组等级均为 0,提示本品无致敏性。
以往研究发现,在精油中,烯萜类物质是其毒性的基
础[7]。本实验所用崖柏精油,含有罗汉柏烯、α-柏木烯、β-柏
木烯、α-长叶蒎烯、花侧柏烯等烯萜类物质。烯萜类化合物
具有分子量小,脂溶性好、挥发性大,渗透力强等特点。本研
究发现,其对皮肤具有强刺激性,可引起大范围的红斑水肿
甚至产生焦痂。可能是由于精油萜类成分渗入皮肤所致。
而其精神症状可能是由于精油穿透血脑屏障进入中枢所致。
但是对于毒性的分子机制仍有待于进一步研究阐明。
参 考 文 献
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